ANALISIS PERGESERAN AKIBAT GEMPA BUMI SUMATERA 11 APRIL 2012

## MENGGUNAKAN METODE GPS CONTINUE
(Studi Kasus : Samudera Hindia)
DISPLACEMENT ANALYSIS OF APRIL 11 TH 2012 SUMATERA EARTHQUAKE BY USING GPS CONTINUE METHODE (Case Study : Indian Ocean)
Meiriska Yusfania 1 , Fahruddin Ulinnuha Ihsan 1 , Mokhamad Nur Cahyadi 1
1 Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Email: yusfania_mei@geodesy.its.ac.id

## Abstrak
Prinsip pemantauan deformasi secara kontinu yaitu pemantauan terhadap perubahan koordinat beberapa titik yang mewakili  sebuah  fenomena  gempa  bumi  dari  waktu  ke  waktu.  Metode  ini,  menggunakan  beberapa  alat  penerima sinyal  GPS  yang  ditempatkan  pada  beberapa  titik  pantau  pada  area  gempa  bumi.  Data  dan  informasi  deformasi permukaan selanjutnya  digunakan untuk mengungkapkan karakteristik dari aktivitas gempa  bumi. Gejala deformasi gempa  bumi  akan  menyebabkan  pergeseran  posisi  suatu  titik  sekitar  gempa.  Pergeseran  tersebut  bisa  terjadi  baik secara horizontal maupun vertikal.Pada penelitian kali ini mengambil salah satu gempa yang terjadi pada bulan april tahun 2012 dengan   magnitude 8.6.  Untuk  melakukan analisis deformasi diperlukan menghitung vektor pergeseran dan nilai pergeseran yang mengacu pada titik-titik stasiun GPS Kontinyu Sumatran GPS Array (SUGAR) yang tersebar di lima stasiun yaitu BITI, BSIM, BTHL, LEWK, PBLI, dan NTUS. Analisis deformasi dilakukan dengan melihat pergeseran yang terjadi pada saat sebelum gempa, dan sesudah gempa. Setelah dilakukan pemrosesan dari kedua waktu tersebut didapatkan  nilai  perubahan  0,3  –  2,4  meter  dari  setiap  stasiun  terdekat  dengan  pusat  gempa.  Analisis  karakteristik deformasi  Gempa  Sumatera  2012  ini  tergolong  fenomena  Strike-slip  faults  yang  merupakan  potongan  vertikal  di mana  blok  sebagian  besar  telah  pindah  secara  horizontal. Jika  blok  berlawanan  pengamat  bergerak  ke  kanan,  gaya slip disebut right lateral jika blok bergerak ke kiri, gerakan ini disebut left lateral.
Kata Kunci : gempa bumi, deformasi, GPS, strike-slip faults

## Abstract
The  principle  of  continuous  deformation  monitoring  is  monitoring  the  coordinates  changes  from  several  points  that represent a phenomenon of earthquakes time to time. This method, take a data by using several GPS receiver placed at  several  monitoring  points  in  the  earthquake  area.  Data  and  information  on  surface  deformation  is  then  used  to reveal  the  characteristics  of  earthquake  activity.  Symptoms  of  earthquake  deformation  would  lead  to  a  shift  in  the position of a point around the quake. Such shifts can occur both horizontally and vertically.In the final project took one of  the  earthquake  that  occurred  in  April  of  2012  with  a  magnitude  of  8.6.  To  perform  the  necessary  deformation analysis calculated the vector shift and the shift value refers to the points of continuous GPS stations Sumatran GPS Array  (SUGAR)  spread  across  five  stations  that  BITI,  BSIM,  BTHL,  LEWK,  PBLI,  and  NTUS.  Deformation  analysis  was done by looking at the shift in the time before the earthquake, and after the earthquake. After the processing of the obtained  value  change  of  0.3-2.4  meters  of  each  station  closest  to  the  epicenter.  characteristics  of  the  Sumatran earthquake in  2012 is quite a phenomenon Strike-slip faults that  are vertical pieces where blocks have largely been moved horizontally. If the block opposite the observer moves to the right, called the right lateral slip style if the block moves to the left, is called the left lateral movement.
Keyword : earthquake, deformation, GPS, strike-slip faults

## PENDAHULUAN

## LatarBelakang
Indonesia  merupakan  negara  yang    memiliki potensi  gempa.    Hal    ini  terjadi  karena  letak  dari Indonesia yang merupakan  pusat  pertemuan dari lempeng-lempeng  antara  lain  Eurasia,  Filipina, Caroline,    Indo-Australia,    Pasifik    dan    beberapa lempeng    minor    lainya    (Hamilton  1979).  Selain itu  juga  disebabkan  oleh  aktifitas  tektonik  dari lempeng-lempeng  tersebut.    Lempeng-lempeng tersebut  terus  bergerak  seperti  halnya  lempeng Eurasia    dan    Indo-Australia    yang    memiliki pergerakan    rata-rata    kearah  utara,    sedangkan pergerakan  lempeng  Filipina  cenderung  kearah barat  laut    (Hamilton  1979  dalam  USGS,  2011). Terkait dengan lempeng filipina, lempeng Caroline memiliki  pergerakan  kearah  tenggara    di    bagian palung  Aru    dan    kearah  barat  laut    di    bagian palung  Yap  (Seno 1992 dalam USGS, 2011).
Pulau    Sumatra    termasuk  salah  satu  pulau terbesar  di  Indonesia.  Pulau  ini  merupakan  salah satu wilayah dengan aktifitas tektonik paling aktif di    dunia.    Sumatra    mengakomodasi  tumbukan lempeng    Indo-Australia    yang    men-subduksi lempeng Eurasia dengan kecepatan 5-6 cm/tahun (Prawirodirdjo,  2000).    Hal    ini  mengakibatkan Pulau    Sumatera    rawan  terjadi  gempa  tektonik yang    di    sebabkan    dari  pergerakan  lempeng tersebut.  Salah  satu  gempa  besar  yang  terjadi pada  tahun    2010    adalah  gempa  Mentawai dengan  magnitude    gempa    7.7  pada  lokasi koordinat  99°93’  BT;  3°61’  LS dan kedalaman 10 km.
Pemantauan deformasi dengan GPS dapat di bagi dua  yaitu  pemantauan  secara  kontinu  dan pemantauan secara episodik. Prinsip pemantauan deformasi  secara  kontinu  yaitu  pemantauan terhadap  perubahan  koordinat  beberapa  titik yang mewakili sebuah fenomena gempabumi dari waktu  ke  waktu.  Metodeini,  menggunakan beberapa alat penerima sinyal (reciever) GPS yang ditempatkan  pada  beberapa  titik  pantau  pada area  gempabumi,  serta  pada  suatu  pusat pemantau  (stasiun  referensi)  yang  merupakan pusat  pemrosesan  data.  Data  dan  informasi deformasi  permukaan  selanjutnya  digunakan untuk  mengungkapkan  karakteristik  dari  aktivitas
gempabumi.  Gejala  deformasi  gempabumi  akan menyebabkan pergeseran posisi suatu titik sekitar gempa.  Pergeseran  tersebut  bisa  terjadi  baik secara horizontal maupun vertikal.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Data Dan Peralatan
- Data
Data  yang  dibutuhkan  dalam  penelitian  ini adalah:
Data GPS dari stasiun pemantauan SUGAR 27 Maret  2012  sampai  26  Maret  2012  Dengan jumlah  titik  adalah  6  stasiun  dimana  gempa tersebut terjadi pada tanggal 11 April 2012.
- Peralatan Perangkat Keras
1. Komputer Pengolahan Perangkat Lunak 1. GPS Tools 2. Matlab
3. Microsoft Execl 2013
4. GMT Generic Mapping Tools

## Metode Penelitian
Start Identifikasi masalah Studi literatur (Survei GPS Kontinu) Studi literatur (Deformasi Gempa Bumi dan patahan aktif) Data pendukung (Informasi orbit satelit IGS) Pengumpulan data GPS Kontinu 6 stasiun Pengolahan data (GPS dan Orbit IGS) Analisis Deformasi menggunakan pengamatan GPS Kontinu Pembuatan Laporan Akhir Selesai Persiapan Pelaksanaan Akhir

## Gambar 1.Diagram Alir Penelitian
Penjelasan  dari  diagram  alir  di  atas  dijabarkan  di bawah ini:
a. Identifikasi Masalah
Permasalahan  yang  diangkat  dalam  penelitian ini  adalah  bagaimana  menganalisis  perubahan deformasi dan kecepatan pergeseran dari titik- titik pemantauan deformasi.
b. Studi Literatur
Tahapan  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan referensi yang berhubungan dengan penelitian yang  akan  dilakukan.  Studi  literatur  yang dilakukan meliputi:
i. Pengkajianmetode-metode  pemantauan deformasi Gempa Bumi
ii. Studi
literature mengenai anilasa deformasi dan kecepatan pergeseran titik- titik  pemantaun  deformasi  menggunakan GPS.
c. Pengumpulan Data Pada tahap ini, dilakukan pengumpulan semua data  yang  diperlukan  untuk  penelitian.  Data diperoleh  dari  hasil  pemantaun  menggunakan GPS  di  stasiun-stasiun  SUGAR  pemantauan secara kontinu pada tahun 2012.
d. Pengolahan Data Pada  tahapan  ini,  data  yang  dikumpulkan kemudian  diproses  dengan  menggunakan  GPS Tools  (software  pengolah  data  GPS).  Lalu ditransformasikan  ke  koordinat  toposentrik untuk  menghitung  besar  deformasi  dan  arah vektor.
e. Analisis Hasil Pengolahan
Setelah  data  selesai  diolah,  maka  akan dilakukan  analisis  terhadap  hasil  pengolahan. Pada  tahap  ini,  hasil  dari  pengholahan  akan dianalisis perubahan dan kecepetan pergeseran deformasinya dari 15 hari sebelum dan  15  hari  sesudah  gempa  tanggal  11  April 2012.
f. Pembuatan Laporan Akhir Tahapan  ini  merupakan  tahap  akhir  dari penelitian yang dilakukan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  yang  rinex  yang  di  dapat  diolah  dengan menggunakan software GPSTools dengan menggunakan  metode  perhitungan Precise  Point Positioning  (PPP) yang  membutuhkan  parameter tertentu.  Adapun  tiga  parameter  tersebut  adalah koreksi  orbit  satelit  yang  mempunyai  format igsxxx.sp3 ,  kemudian  koreksi  waktu  dengan format igsxxx.clk ,  dan  parameter  koreksi  rotasi bumi  dengan  format igsxxx .eph.  Setelah  semua
data  disiapkan  dilanjutkan  dengan  pengolahan menggunakan GPSTools .

## Gambar 2. Ketersedian Data Observasi GPS pada Waktu Pengamatan Gempa  di Stasiun BITI
Merupakan  contoh  observation  data  stasiun  BITI pada hari pertama atau pada day of year (doy) ke 88  (GPSDAY).  Dalam  satu  hari  terdapat  6  stasiun yang  diamati  dan  diproses  data  pergeseran  GPS selama  tiga  puluh  satu  hari  untuk  analisis pergeseran akibat gempa bumi Sumatra 2012.

## Gambar 3. Posisi Receiver GPS
Gambar 3 menunjukan receiver position di stasiun BITI yang fix pada hari pertama pengamatan yaitu -866712.1667  sumbu  x,  6317834.0435  sumbu  y, dan  119258.7010  sumbu  z.  Gambar  di  atas disajikan  lengkap  dengan  RMS  error  sebesar 1.6mm pada sumbu x, 0.3mm pada sumbu y, dan 1.8mm pada sumbu z.
Gambar 4. Plotting Grafik Pergeseran Eathing, Northing dan Up Sebelum dan Setelah Gempa Sumatera 2012

## Efek Model Euler Pole
Rata-rata  stasiun  SUGAR  (Sumatera  GPS  Aray) mendapatkan  pengaruh  dari  blok  sunda.  Blok sunda  merupakan  suatu  blok  yang  melintasi sebagian  besar  regional  Asia  Tenggara  termasuk perairan dangkal yang terletak di barat dari pulau Sumatera.  (Henri,  2013).  Perilaku  pergerakan suatu  blok  dapat  didefinisikan  dari  rotasi  Euler dan vector pergeseran seismik (deformasi elastik). Ini berarti nilai kecepatan dari stasiun SUGAR yang dilewati  oleh  blok  sunda  mengalami  perubahan efek  dari  blok  sunda.  Pada  penelitian  ini digunakan model ITRF 2000 dengan pusat rotasi di bujur    -86.90  dan  lintang  38.90  serta  kecepatan rotasi 0.322 deg/Myr. (Bock,  et al, 2003). Berikut adalah  tabel  dari  kecepatan  blok  sunda  sesuai stasiun pengamatan.
Tabel 1. Efek Pergeseran Euler Pole pada Stasiun Pengamatan stasiun E (m) N (m) BSIM -0.002 0.023 BITI -0.002 0.023 BTHL -0.002 0.023 LEWK -0.001 0.024 NTUS -0.005 0.023 PBLI -0.002 0.023

## Analisis Pergeseran Fase Interseismic
Gambar 5. Arah Pergeseran Interseismic
Pergeseran yang terbesar terjadi padas tasiun BITI dengan  besar  pergeseran  2.498m  karena  letak
dari  stasiun  ini paling dekat  dengan  pusat  gempa yang  ada  di  Samudera  Hindia.  Sedangkan  besar pergeseran stasiun yang lain adalah 1.066m untuk stasiun  BSIM,  0.387  untuk  stasiun  BTHL,  1.671m untuk stasiun LEWK, 0.345m untuk stasiun NTUS, dan  1.693m  untuk  stasiun  PBLI.  Pada  fase  ini semua stasiun bergeser ke arah timur laut.
Hasil  dari  plotting  di  GMT  menunjukkan  bahwa pergerakan stasiun lebih banyak kearah timur laut dimana  sesuai  dengan  deskripsi  gempa  dari (USGS,  2012)  dimana  gempa  yang  terjadi menandakan  adanya  pergerakan slip  left-lateral yang bergerak ke arah timur laut.
Tabel 2. Fase Interseismic
Stasiun  Ve (m) Vn (m) Besar Pergeseran (m) BSIM 1.016702  0.32353 1.066937274 BITI 2.250899  1.084013  2.498325447 BTHL 0.33532 0.19337 0.387081101 LEWK 1.642343  0.310317  1.671402404 NTUS 0.332905  -0.09416  0.34596502 PBLI 1.602063  0.547665  1.693086289

## Analisis Pergeseran Fase Postseismic
Gambar 6. Arah Pergeseran Postseismic
Pergeseran  yang  terbesar  terjadi  pada  stasiun LEWK  dengan  besar  pergeseran  0.849m  ke  arah timur  laut  karena  letak  dari  stasiun  ini  paling dekat  dengan  pusat  gempa  yang  ada  berada  di Samudera  Hindia.  Sedangkan  besar  pergeseran stasiun  yang  lain  adalah  0.097m  ke  arah  timur untuk  stasiun  BSIM,  0.477m  ke  arah  barat  laut
untuk  stasiun  BITI,  0.059m  ke  arah  barat  laut untuk  stasiun  BTHL,  0.370m  ke  arah  barat  laut untuk  stasiun  NTUS,  dan  0.156m  ke  arah  timur laut untuk stasiun PBLI.

## Tabel 3. Fase Postseismic
Stasiun  Ve (m) Vn (m) Besar Pergeseran (m) BSIM -0.04027  0.088298  0.097046112 BITI 0.477715  -0.0006 0.477715523 BTHL -0.01453  0.057763  0.059561733 LEWK 0.824214  0.204524  0.849210186 NTUS -0.36971  -0.01464  0.370000211 PBLI 0.069503  0.140208  0.156489662

## PENUTUP
Arah pergeseran yang terjadi pada 5 stasiun (BITI, BSIM,  BTHL,  LEWK,  dan  PBLI)  pada  saat  fase Interseismic adalah pergerakan ke arah timur laut. Kemudian  pada  saat  fase Postseismic terdapat  2 stasiun  (BITI  dan  BTHL)  yang  mengalami pergerakan  ke  arah  barat  laut  dan  3  stasiun lainnya  (BSIM,  LEWK,  dan  PBLI)  mengalami pergerakan ke arah timur laut.

## DAFTAR PUSTAKA
Abidin,  H.Z.  2000. Penentuan  Posisi  dengan  GPS  dan Aplikasinya .  PT  Pradnya  Pramita,  Jakarta. Cetakan kedua. Andreas,    H.    2007. Karakteristikdeformasi  strain    and stress .  Prodi  TeknikGeodesidanGeomatika
ITB
Kouba  J.  and  Heroux  P..  2001. GPS  Precise  Point Positioning  Using  IGS  Orbit  Products .  GPS
Solutions. NASA,  (7  April  2015),  Earth  Fact  Sheet.  Alamatsitus: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/facts heet/earthfact.html.
Putra,  Adi.  2012. Studi    Kinerja  Software  On-Line  PPP (PRECISE  POINT  POSITIONING)  Dalam Pengolahan Data Survey GPS . Prodi  Teknik Geodesi dan Geomatika ITB.